Навчальна тема
Чистий зсув і розрахунок з’єднань
Розрахунок з'єднань на зріз та зминання: заклепки, болти, зварні шви.
Чистий зсув — напружений стан, за якого на взаємно перпендикулярних площадках діють лише дотичні напруження. Для елементарного паралелепіпеда вони утворюють взаємно зрівноважену систему парних дотичних напружень. Загальний вступ до зсуву та його зв’язку з крученням наведено в темі «Зсув та кручення».
Деформація чистого зсуву
Деформація чистого зсуву
При чистому зсуві прямий кут між матеріальними лініями змінюється на кут γ, а протилежні грані зміщуються на Δ.
Для однорідного ізотропного матеріалу в межах лінійно-пружної роботи дотичне напруження пропорційне кутовій деформації зсуву:
$$\tau=G\gamma.$$
- $\tau$ — дотичне напруження;
- $G$ — модуль зсуву;
- $\gamma$ — кутова деформація зсуву, рад.
Закон застосовують для малих деформацій у пружній області матеріалу.
Кутова деформація $\gamma$ характеризує зміну прямого кута між лініями матеріалу. У межах лінійно-пружної роботи $\tau=G\gamma$.
Зріз у болтах і заклепках
Для простої інженерної оцінки середнє дотичне напруження в площині зрізу визначають як відношення поперечної сили до сумарної площі зрізу. Якщо елемент працює у двох площинах зрізу, у розрахунку враховують обидві площі.
Зминання
Окрім зрізу кріпильного елемента, перевіряють контактне зминання між болтом або заклепкою та стінкою отвору. Розрахункова площа зминання зазвичай пов’язана з діаметром кріпильного елемента та товщиною деталі.
Зварні з’єднання
У спрощених моделях кутових швів навантаження відносять до ефективної площі горла шва. Реальний розподіл напружень складніший, тому для проєктування застосовують нормативні методики та коефіцієнти.
Зв’язок із крученням
Дотичні напруження є також основними напруженнями при крученні круглого вала. На відміну від моделі середнього напруження в кріпленні, у валу $\tau$ змінюється за радіусом. Цей розподіл і розрахунок міцності розглянуто в темі «Кручення валів круглого та кільцевого перерізів».
Про цю тему
Чистий зсув — це такий напружений стан, при якому по двох взаємно перпендикулярних площадках діють лише дотичні напруження. Ця модель покладена в основу практичних розрахунків елементів кріплення та з'єднань. На сторінці розглянуто розрахунок заклепочних, болтових, шпонкових та зварних з'єднань на зріз і зминання. Подано інженерні методики визначення необхідної кількості заклепок або довжини зварного шва під дією зсувного навантаження.